Единицы измерения радиоактивности

Радиоактивность характеризуется количеством ядер, распадающихся в единицу времени. Основной физической величиной, описывающей интенсивность радиоактивного распада, является активность.

Активность радиоактивного источника

Активность (A) определяется как число распадов, происходящих в веществе за единицу времени:

[ A = ]

где (dN) — число ядер, распавшихся за время (dt).

Единицей активности в Международной системе (СИ) является беккерель (Бк):

[ 1  = 1 ]

Для практических целей часто используется устаревшая единица — кюри (Ки):

[ 1  = 3{,}7 ^{10}  7 ^{10} ]

Беккерель удобен для малых источников, а кюри — для сильно радиоактивных веществ, например, в медицинских или промышленных применениях.

Связь активности с периодом полураспада

Активность связана с числом радиоактивных ядер (N) и постоянной распада ():

[ A = N]

Постоянная распада выражается через период полураспада (T_{1/2}):

[ = ]

Отсюда следует: чем меньше период полураспада, тем выше активность при одинаковом количестве ядер.

Единицы, используемые в различных областях

Помимо Бк и Ки, применяются другие единицы в зависимости от исторических традиций и практических задач:

  • Рентген/час (R/h) — измеряет экспозиционную дозу и поток ионизирующего излучения, применялось в радиологии;
  • рад (rad) и грей (Gy) — единицы поглощённой дозы, важны при оценке воздействия излучения на материалы и биологические ткани: [ 1  = 1 ,  = 0{,}01 ]
  • сиверт (Sv) — учитывает биологический эффект ионизирующего излучения, связывая дозу и радиобиологическую чувствительность.

Практические аспекты измерений

Активность измеряется с помощью различных приборов:

  • Гейгер-Мюллеровские счетчики — фиксируют отдельные распады, подходят для малой и средней активности;
  • Сцинтилляционные детекторы — используют свечение кристаллов при попадании излучения, дают быстрый и точный результат;
  • Ионизационные камеры — измеряют ток, возникающий при ионизации газа излучением, удобны для мощных источников.

Важно различать активность источника и интенсивность излучения, которая зависит от геометрии, поглощения среды и типа излучения.

Массовая и удельная активность

Для сравнения радиоактивности разных веществ вводятся массовая и удельная активность:

[ a = ]

где (m) — масса радиоактивного вещества. Удельная активность отражает, сколько распадов приходится на единицу массы, и используется для выбора радиоизотопов в медицине, промышленности и научных исследованиях.

Массовая активность зависит от изотопного состава и периода полураспада, поэтому является ключевой характеристикой при производстве радиофармпрепаратов и ядерных материалов.

Ключевые моменты

  • Активность измеряется в беккерелях и кюри;
  • Связь активности с периодом полураспада позволяет прогнозировать распад;
  • Удельная активность важна для сравнения веществ;
  • Приборы измерения активности выбираются в зависимости от мощности и типа излучения;
  • Различие между активностью и дозой излучения критично для радиационной безопасности и ядерной технологии.
Оглавление